پژوهش نفت
سال:1389 | دوره:20 | شماره:64 |تعداد مقالات:8

در کار حاضر به کمک شبیه سازی دینامیک مولکولی غیرتعادلی، رفتار رئولوژیکی هیدروکربن های خطی در شرایط نانو بررسی شده است. سیستم شبیه سازی به صورت جریانی متشکل از مولکول های هیدروکربن مورد نظر، محدود شده میان دو دیواره مولکولی موازی است. با ایجاد جریان برشی در سیستم از طریق حرکت صفحه بالایی با سرعت ثابت و بررسی تغییرات گرانروی با نرخ برش، می توان رفتار رئولوژیکی هیدروکربن ها را بررسی کرد. گرانروی هیدروکربن ها با انتگرال گیری از معادلات حرکت نیوتن و سپس محاسبه تنسور تنش و نهایتا تقسیم تنسور تنش بر نرخ برش اعمال شده، به دست می آید. برنامه محاسباتی نوشته شده برای انجام شبیه سازی دینامیک مولکولی در دو مرحله، ابتدا برای چهار هیدروکربن کوچک (متان، اتان، پروپان و نرمال-بوتان) و سپس برای یک هیدروکربن بزرگ(C100H202)  اعتبارسنجی شده و پس از انطباق نتایج با داده های تجربی و شبیه سازی های مشابه، نتایج شبیه سازی برای چندین هیدروکربن دیگر ارایه شده اند. با توجه به نتایج به دست آمده، مشخص شد با افزایش طول زنجیره هیدروکربنی، گرانروی سیال افزایش می یابد. به علاوه نتایج شبیه سازی ها، نوعی رفتار غیرنیوتنی شبه پلاستیکی مبتنی بر قانون توانی را در هیدروکربن ها نشان می دهد.

میزان گاز گلخانه ای دی اکسیدکربن در اتمسفر زمین رو به افزایش می باشد. جداسازی این گاز از منابع اصلی تولید کننده آن نظیر نیروگاه ها، صنایع فولاد و سایر صنایع شیمیایی به دلیل افزایش اثرات مخرب گازهای گلخانه ای مورد توجه فراوانی قرار گرفته است. در این راستا، با توجه به مزایای غشاهای پلیمری برای جداسازی گازها به روش آلیاژسازی، غشاهای آلیاژی از اکریلونیتریل-بوتادین-استایرن (ABS) و پلی اتیلن گلایکول (PEG) تهیه شده است. سپس اثر افزودن ترکیب درصدهای مختلف پلی اتیلن گلایکول افزوده شده به ABS بر تراوایی و گزینش پذیری گازهای دی اکسیدکربن و نیتروژن، بررسی گردید. همچنین، اثر فشار بر تراوایی دی اکسیدکربن مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج حاصل نشان می دهد که تراوایی دی اکسیدکربن در غشای آلیاژی ساخته شده از ABS و 10 درصد وزنی 20000PEG، دارای مطلوب ترین خواص جداسازی بوده و میزان تراوایی دی اکسیدکرین و گزینش پذیری دی اکسیدکربن/نیتروژن آن در مقایسه با غشای ABS افزایش مطلوبی یافته است.

کاتالیست Na2WO4-Mn/SiO2 جهت انجام واکنش جفت شدن اکسایشی متان با سه روش هم رسوبی، تلقیح تر و تلقیح خشک تهیه گردید. کاتالیست های تهیه شده در شرایط همسان عملیاتی و در یک میکرو راکتور بستر ثابت مورد مطالعه قرار گرفتند. نتایج حکایت از آن داشت که کاتالیست های تهیه شده به روش تلقیح تر و خشک دارای بازده مشابهی بوده و در عین حال بازده بیشتری نسبت به کاتالیست تهیه شده به روش هم رسوبی از خود نشان دادند. همچنین نتایج تست پایداری کاتالیست های تهیه شده به روش های تلقیح مشخص کرد که کاتالیست تهیه شده با این روش ها دارای پایداری مناسبی می باشند.ویژگی های کاتالیست های تهیه شده با به کارگیری تکنیک هایSEM ،XRD  وBET  مورد مطالعه قرار گرفت و مشخص شد که حضور فاز Na2WO4 در افزایش بازده کاتالیست های تهیه شده به روش تلقیح موثر می باشد.

جامد کننده ها به عنوان یک عامل مقابله با لکه های نفتی بدون اثرات سمی بر محیط زیست به شمار می روند. به منظور بررسی عملکرد دو کوپلیمر سه جزیی استایرن-بوتادین-استایرن و استایرن-اتیلن-بوتیل استایرن بر روی نفت خام صادراتی ایران، پنج نمونه نفت خام با  APIهای متفاوت (36-19) انتخاب شدند. در این بررسی کلیه مقایسه ها بین پلیمرهای انتخابی و دو نمونه تجاری که هر دو توسط سازمان حفاظت محیط زیست آمریکا (USEPA) مورد تایید واقع شده اند، صورت گرفته است. در این میان ابتدا فاکتورهایی نظیر اندازه ذره، زمان افزایش جامد کننده به نفت شناور روی آب، وسیله جداسازی نفت جامد شده از آب و سیستم اختلاط آب و نفت بهینه شدند. سپس کارایی دو پلیمر انتخابی در مقایسه با نمونه های تجاری مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان گر آن است که میزان مصرف پلیمرهای انتخاب شده بر روی نفت خام ایران حدود 33-25 درصد وزنی است در حالی که این مقدار برای نمونه های تجاری ذکر شده حدود 55 درصد می باشد. از سویی میزان آب همراه نفت جامد شده معمولا در نمونه های تجاری بیشتر از دو پلیمر استایرن-بوتادین-استایرن و استایرن-اتیلن-بوتیل استایرن می باشد.

عملیات حفاری در سازندهای شیلی همواره یکی از مشکلات عمده بوده است. عدم پایداری چاه در لایه های شیلی یکی از مهمترین عوامل افزایش زمان و در پی آن هزینه های حفاری می باشد. از این رو انتخاب صحیح سیال حفاری جهت کنترل شیل، باعث کاهش هزینه ها، زمان حفاری و همچنین کاهش آسیب سازند می گردد. یکی از این سیالات، سیالات فرمیتی به ویژه فرمیت پتاسیم و سدیم بوده که در زمره بهترین نوع سیالات پایه آبی پایدار کننده شیل می باشد. این سیالات با توجه به خصوصیات ذاتی نمک های فرمیتی، پایداری بسیار خوبی در چاه بوجود می آورند. با استفاده از نمک های فرمیتی می توان سیالاتی با دانسیته بالا و با حداقل ذرات جامد جهت حفاری لایه های شیلی و لایه های مخزنی طراحی کرد. نتایج آزمایش های انجام شده نشان می دهد که سیالات فرمیتی خواص رئولوژی خود را بعد از حرارت به خوبی حفظ کرده و همچنین این سیالات بازیابی شیل بسیار خوبی در حد سیالات پایه روغنی دارند. به طوری که سیالات فرمیتی در مقایسه با انواع سیلیکاتی، گلایکولی و کلرید پتاسیمی، بازیابی شیل بهتری از خود نشان می دهند. با توجه به آزمایشات انجام شده پلیمرهای مختلف با سیالات فرمیتی سازگاری خوبی دارند. نتایج آزمایش روانی سیال فرمیتی نشان داد که سیال فرمیتی از روانی خوبی در مقایسه با سایر سیالات پایه آبی برخوردار است و نیازی به اضافه کردن مواد روان کننده ندارد.

در تحقیق حاضر، غشاهای زئولیتی ZSM-5 بر روی پایه -a آلومینا با استفاده از روش رشد ثانویه سنتز شدند. آزمایش های تعیین مشخصات ساختاری، شامل XRD، SEM،TEM ،TGA ،DSC  و تراوایی گاز خالص بر روی غشاهای ساخته شده صورت گرفت. برای ساخت غشاها، ابتدا نانو کریستال های سیلیکالیت-1 در اندازه متوسط 40 nm سنتز شدند و جهت جداسازی و خالص سازی آنها از محلول از چندین بار سانتریفوژ و التراسونیک متوالی استفاده شد. در ادامه، تاثیر شرایط مختلف سنتز نظیر میزان آلومینیوم و زمان سنتز بر روی مشخصات ساختاری نمونه های ساخته شده مورد مطالعه قرار گرفت. بررسی اثر غلظت آلومینیوم نشان داد که افزایش میزان آلومینیوم تا میزان مشخص موجب بهبود پوشش ایجاد شده بر سطح پایه و خواص جداسازی غشا می گردد. توجه به تغییر زمان سنتز بر چگونگی پوشش غشاهای سیلیکالیت ساخته شده با روش رشد ثانویه نشان داد که بهترین پوشش در زمان سنتز هیدروترمال پس از 36 ساعت حاصل می شود. تراوایی گازهای خالصH2 ، CO2، CH4 و N2 بر روی پایه و غشاهای سنتز شده در محدوده فشار 1-4 bar مورد مطالعه قرار گرفت. میزان انتخاب پذیری ایده آل H2CH4،H2/CO2  و H2/N2 در بهترین شرایط به ترتیب برابر با 3.8، 3.5 و 4.4 در دمای 300 K به دست آمد.

در این مقاله حذف سولفید هیدروژن (H2S) از یک جریان گازی توسط محلول کیلات آهن در یک برج جذب بستر متحرک مورد مطالعه قرار گرفته است. آزمایش هایی در شرایط عملیاتی گوناگون صورت پذیرفته است. دبی گاز در محدوده22-28 lit/min ، دبی محلول کیلات آهن در محدوده0.2-0.5 lit/min  و غلظت سولفید هیدروژن (H2S) در محدوده 3000-4000 ppm متغیر بوده و دو ارتفاع استاتیکی بستر،13  و 23 cm، و دو آکنه با قطره های2  و2.5 cm  مورد بررسی قرار گرفته اند. نتایج حاصله بیانگر آن است که میزان جذب گاز سولفید هیدروژن با افزایش ارتفاع استاتیکی بستر، افزایش می یابد، زیرا با افزایش ارتفاع استاتیکی بستر، سطح تماس و زمان تماس فازهای گاز و مایع افزایش می یابد. همچنین با افزایش دبی محلول کیلات آهن به دلیل در دسترس قرار گرفتن مول های بیشتری از فریک  (Fe+3)برای واکنش، میزان جذب افزایش می یابد. بنابراین میزان افزایش این پارامترها با محدودیت مواجه می باشد. بررسی سایر پارامترها نشان داد که در شرایط عملیاتی یکسان، افزایش عواملی مانند قطر آکنه ها، غلظت سولفید هیدروژن و دبی گاز، به دلیل کاهش سطح تماس بین فازها، نسبت مولی Fe+3/H2S و زمان اقامت، موجب کاهش میزان سولفید هیدروژن می گردد. تعیین محدوده مناسب نسبت دبی مایع به دبی گاز(L/G)  از ملزومات اساسی جهت طراحی برج جذب بستر متحرک می باشد. لذا با توجه به نتایج اخذ شده، این نسبت بسته به غلظت گاز سولفید هیدروژن خوراک و قطر آکنه مورد استفاده در محدوده8-21 lit/m3  تعیین گردید.

در این مطالعه به صورت تجربی سایش کاویتاسیون بر روی مدل هایی از فلزات مختلف (چدن خاکستری، آلومینیم 1100، آلومینیم 6061 و فولاد ضد زنگ کروم دار) به صورت چرخان در دور مشخص در عدد بی بعد کاویتاسیون، سرعت و درجه حرارت یکسان در تونل بسته کاویتاسیون مورد بررسی قرار گرفت. نرخ کاهش وزن، تعداد حفره ها و نحوه خوردگی با میکروسکوپ های نوری و SEM مورد بررسی قرار گرفت و تاثیر تغییرات دور بر سایش کاویتاسیون برای مدل هایی از فلزات مختلف مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج به دست آمده بیانگر آن است که قطر حفره های ناشی از کاویتاسیون مستقل از دور چرخش پره ها می باشد و با افزایش دور مدل ها، تعداد حفره ها و سایش کاویتاسیون بیشتر می شود. در این مطالعه مشخص گردید که پره از نوع فولاد ضد زنگ کروم دار مقاومت بیشتری در برابر سایش کاویتاسیون دارد و روابطی بر حسب نرخ کاهش وزن نسبت به دور ارایه گردید.